Pour la Science n°421 - La conjecture ABC (extrait)

xxxxxxxx et : comment sauver la pêche et les pêcheurs ?

Science croyanceS : un amalgame inquiétant

novembre 2012 - n° 421

www.pourlascience.fr

Édition française de Scientific American

La conjecture aBc Une énigme de la théorie des nombres résolue ?

Les Led blanches L’éclairage de demain

exoplanètes

Quel temps y fait-il ?

doSSier

ÉPidÉMie d’oBÉSitÉ L’impact de l’environnement

Allemagne : 9,30 e - Belgique : 7,20 e - Canada /S : 10,95 CAD - Grèce /S : 7,60 e -Guadeloupe/St Martin /S : 7,30 e - Guyane /S : 7,30 e - Italie : 7,20 e - Luxembourg : 7,20 e Maroc : 60 MAD - Martinique /S : 7,30 e - Nlle Calédonie Wallis /S : 980 XPF - Polynésie Française /S : 980 XPF - Portugal : 7,20 e - Réunion /A : 9,30 e - Suisse : 12 CHF.

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ÉDITO

POUR LA

de Françoise Pétry directrice de la rédaction

www.pourlascience.fr 8 rue Férou, 75278 PARIS CEDEX 06 Standard : Tel. 01 55 42 84 00 Groupe POUR LA SCIENCE Directrice de la rédaction : Françoise Pétry Pour la Science Rédacteur en chef : Maurice Mashaal Rédacteurs : François Savatier, Marie-Neige Cordonnier, Philippe Ribeau-Gésippe, Guillaume Jacquemont, Sean Bailly Dossiers Pour la Science Rédacteur en chef adjoint : Loïc Mangin Cerveau & Psycho Rédactrice en chef : Françoise Pétry Rédacteur : Sébastien Bohler L’Essentiel Cerveau & Psycho Rédactrice : Bénédicte Salthun-Lassalle Directrice artistique : Céline Lapert Secrétariat de rédaction/Maquette : Annie Tacquenet, Sylvie Sobelman, Pauline Bilbault, Raphaël Queruel, Ingrid Leroy Site Internet: Philippe Ribeau-Gésippe assisté de Yoan Bassinet Marketing: Élise Abib Direction financière : Anne Gusdorf Direction du personnel : Marc Laumet Fabrication : Jérôme Jalabert assisté de Marianne Sigogne Presse et communication : Susan Mackie Directrice de la publication et Gérante: Sylvie Marcé Conseillers scientifiques : Philippe Boulanger et Hervé This Ont également participé à ce numéro : Gregory Barsh, Maximilian Bauer, Bernard Bégaud, Serge Berthier, Michel Brune, Nicole Capitaine, Patrick De Kepper, Hélène Morlon, Florence Noble, Christophe Pichon, Éric Reyssat, Daniel Rouan, Daniel Tacquenet, Elisabeth Vangioni.

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Autres pays: Éditions Belin: 8, rue Férou - 75278 Paris Cedex 06.

SCIENTIFIC AMERICAN Editor in chief : Mariette DiChristina. Editors: Ricky Rusting, Philip Yam, Gary Stix, Davide Castelvecchi, Graham Collins, Mark Fischetti, Steve Mirsky, Michael Moyer, George Musser, Christine Soares, Kate Wong.

President : Steven Inchcoombe. Vice President : Frances Newburg.

Toutes demandes d’autorisation de reproduire, pour le public français ou francophone, les textes, les photos, les dessins ou les documents contenus dans la revue « Pour la Science », dans la revue « Scientific American », dans les livres édités par « Pour la Science » doivent être adressées par écrit à « Pour la Science S.A.R.L. », 8, rue Férou, 75278 Paris Cedex 06. © Pour la Science S.A.R.L. Tous droits de reproduction, de traduction, d’adaptation et de représentation réservés pour tous les pays. La marque et le nom commercial «Scientific American» sont la propriété de Scientific American, Inc. Licence accordée à «Pour la Science S.A.R.L.».

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© Pour la Science - n° 421 - Novembre 2012

Esprit droit ou juste? a rhétorique est l’art de la persuasion par le langage. Elle fut pratiquée par les sophistes, et notamment par Protagoras d’Abdère (–485 à –410 environ). Il considérait que toute cause est défendable et que l’homme est la mesure de toutes choses. Dès lors, aucune connaissance, aucune valeur ne serait universelle. Ce relativisme, qui semble interdire la possibilité d’un savoir objectif, fut condamné par Platon (–423 à –348).

Aujourd’hui, le relativisme séduit certains esprits, pour qui tous les savoirs et toutes les opinions se vaudraient. Dans ce contexte, les frontières entre science, opinions, croyances, voire mysticisme, se brouillent. Certains scientifiques, notamment aux États-Unis, participent à ce courant, profitant de leur image de chercheur reconnu par leurs pairs et de personnage médiatique pour instiller dans leurs ouvrages leurs croyances personnelles (voir l’entretien avec Yves Gingras, page 22).

L

Les frontières se brouillent.

La déception peut faire le lit du relativisme. Or le doute s’installe parfois chez certains, déçus que la science n’ait pas répondu à tous les espoirs qu’elle avait soulevés au XXe siècle. Mais la science progresse, tâtonne, s’aventure dans des voies sans issue, se trompe parfois et remet sans cesse l’ouvrage sur le métier. Même en mathématiques (ou surtout en mathématiques ?), la prudence est de mise.

Un mathématicien japonais a annoncé avoir résolu un problème de la théorie des nombres, la conjecture ABC. L’annonce de sa résolution a été prise avec circonspection : étant donné la longueur de la démonstration, elle n’a pas encore été vérifiée (voir La conjecture ABC, page 24).

Pourtant, la résolution de cette conjecture soulagerait la communauté des mathématiciens. Si l’on n’avait pas mis en évidence le boson de Higgs, les physiciens auraient dû revoir le modèle fondamental de la physique. Si la conjecture ABC était fausse, la géométrie algébrique tremblerait sur son socle...

Selon le philosophe Alain (1868-1951) : « Un homme savant a compris un certain nombre de vérités. Un homme cultivé a compris un certain nombre d’erreurs. Et voilà toute la différence entre l’esprit droit et l’esprit juste. L’esprit droit surmonte l’erreur sans la voir ; l’esprit juste voit l’erreur. » (Les vigiles de l’esprit, 1942). Le scientifique doit voir l’erreur... et la surmonter. Est-il droit et juste ?

I

Édito

[1

SOMMAIRE 1

édito

4

bloc-notes Didier Nordon

Actualités

6

oGM : une étude qui en appelle d’autres

démence : les somnifères, facteurs de risque ?

9 éclaircie dans l’énigme du lithium cosmique 12 le rat qui peut changer de peau ... et bien d’autres sujets.

8

À lA une

24

MAthéMAtiques

la conjecture Abc Gerhard Frey

Les décompositions en facteurs premiers de deux entiers A et B sont reliées à celle de leur somme C par des lois profondes qui s’éclaircissent peu à peu.

32 les led blanches, technoloGie

l’éclairage de demain Nicolas Grandjean

13

les prix nobel 2012

Opinions 14

point de vue

Attention à la notion de culture en politique !

Régis Meyran

15

développeMent durAble

peut-on recycler à l’infini ?

Alain Geldron

18

vrAi ou fAux

les estrogènes protègent-ils des maladies cardio-vasculaires ?

Les lampes à diodes électroluminescentes blanches sont appelées à remplacer les ampoules à incandescence. Elles offrent une bonne qualité de lumière et autorisent d’importantes économies d’énergie.

40 le climat des exoplanètes Astrophysique Kevin Heng

L’étude de l’atmosphère des planètes extrasolaires est désormais à la portée des astronomes.

On parvient aujourd’hui à estimer la température et la vitesse des vents à la surface de certaines exoplanètes.

Pierre-Yves Scarabin

20

courrier des lecteurs

22

entretien

croyances : des scientifiques à contre-emploi

Entretien avec Yves Gingras Ce numéro comporte deux encarts d’abonnement Pour la Science brochés sur la totalité du tirage ainsi que deux encarts posés en 4e de couverture : un courrier Pour la Science offre spéciale Noël sur l’ensemble de la diffusion abonné et 11 500 exemplaires d’un encart Philosophie magazine en aléatoire sur l’édition France métropolitaine.

En couverture : © Jean-François Colonna (CMAP/École polytechnique, www.lactamme.polytechnique.fr)

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n° 421 - Novembre 2012

68 plaisir : la nouvelle carte cérébrale

Regards

neurobioloGie

Morten Kringelbach et Kent Berridge

76

Les circuits cérébraux associés au plaisir ont été précisés. De meilleurs traitements de la dépendance et de certaines maladies mentales pourraient en découler.

obésité

L’épidémie d’ , entre gènes et environnement

comment on a déclaré la guerre au ddt Valérie Chansigaud En 1962, l’Américaine Rachel Carson dénonçait l’impact des pesticides sur l’environnement et la santé.

80

DOSSIER

histoire des sciences

loGique & cAlcul

les entiers ne naissent pas égaux

Jean-Paul Delahaye

Il est impossible de définir une loi de probabilité uniforme sur l’ensemble des nombres entiers.

86

science & fiction

la force des Jedis

J.-S. Steyer et R. Lehoucq

88

Art & science

piero della francesca et les « piles d’assiettes »

Loïc Mangin

54 éradiquer l’obésité ?

90

épidéMioloGie

D. Meyre et Ph. Froguel

56 les perturbateurs J.-B. Fini, M.-S. Clerget-Froidevaux et B. Demeneix

64 l’obésité Génétique

dans les gènes ?

D. Meyre et Ph. Froguel

propulsions préhistoriques

Jean-Michel Courty et Édouard Kierlik

93

endocrinoloGie

endocriniens, acteurs silencieux de l’obésité ?

idées de physique

science & GAstronoMie

des goûts et des récepteurs

Hervé This

94

À lire

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© Pour la Science - n° 421 - Novembre 2012

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Sommaire

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ACTUALITÉS Biologie végétale

OGM : une étude qui en appelle d’autres

Une étude sur un maïs génétiquement modifié relance le débat sur la toxicité des OGM. Au-delà des controverses qu’elle réveille, elle oblige à repenser les modalités d’autorisation de commercialisation et les procédures de tests.

6] Actualités

Wavebreakmedia/shutterstock.com

L

e 19 septembre, la revue Food and Chemical Toxicology publiait une étude de GillesÉric Séralini, de l’Université de Caen et du Comité de recherche et d’information indépendantes sur le génie génétique (le CRIIGEN), consacrée aux effets de la consommation d’un herbicide et d’un maïs génétiquement modifié résistant à ce produit. La publication a fait grand bruit, beaucoup de réactions ont été enflammées… et tous en ont appelé à la raison! Soit, examinons sans passion les différents aspects de ce nouveau rebondissement dans la controverse sur les OGM. D’abord, en quoi a consisté l’étude ? Elle s’intéressait au maïs NK603, commercialisé par la firme Monsanto, génétiquement modifié pour résister au Roundup, l’un des herbicides les plus utilisés dans le monde. Quelque 200 rats de la souche Sprague-Dawley ont été répartis en plusieurs groupes : un groupe contrôle ; trois groupes nourris avec diverses concentrations de maïs NK603 non traité au Roundup ; trois groupes similaires aux précédents, mais dont le maïs avait été traité avec l’herbicide ; trois groupes au régime alimentaire sans OGM, mais dont l’eau contenait du Roundup à des concentrations variables.

Au total, 20 groupes (10 pour chaque sexe) de dix animaux ont été testés. Pendant deux ans, le sang des rats a été prélevé toutes les trois semaines environ afin qu’y soient mesurés 31 paramètres. Au terme de l’expérience, tous les organes des animaux ont été examinés selon divers procédés.

Les mâles et les femelles du groupe contrôle ont vécu en moyenne 624 et 701 jours, ces durées de vie ayant servi de base pour tester la mortalité : tout

Le maïs NK603, génétiquement modifié pour résister au Roundup, est-il sans effets sur la santé ? Une étude sur des rats montre que non. Elle est critiquée, mais relance le débat sur les procédures de tests des OGM.

décès ultérieur était attribué à l’âge. Dans le groupe contrôle, 30 pour cent des mâles et 20 pour cent des femelles sont morts avant cet âge. Ces chiffres atteignent 50 et 70 pour cent chez les rats nourris avec l’OGM, mais la mortalité n’était pas proportionnelle à la dose. Les auteurs supposent un effet de seuil : la surmortalité apparaîtrait dès une certaine quantité, faible, d’OGM ingérée.

Chez les femelles, la plupart des morts étaient dues à des tumeurs des glandes mammaires ou de l’hypophyse. Chez les mâles, les organes les plus touchés étaient le foie et les reins. Les tumeurs étaient deux à trois fois plus fréquentes chez les rats testés que dans le groupe contrôle. Le nombre et la taille des tumeurs n’étaient pas proportionnels à la dose ingérée, ce qui trahirait, là encore, un effet de seuil.

Les auteurs concluent que le glyphosate, le principe actif du Roundup, est toxique à des teneurs bien inférieures à celles acceptées par les autorités sanitaires. De plus, la consommation de l’OGM NK603 seul aurait les mêmes effets délétères sur le foie, les reins, les glandes mammaires…

Le mécanisme proposé est fondé sur le rôle de l’enzyme EPSP synthase. Chez les plantes, elle participe à la synthèse de l’acide shikimique, un précurseur clef de nombreux composés essentiels.

Le glyphosate est un inhibiteur de cette enzyme, ce qui est fatal à la plante. Or, chez le maïs NK603, un gène d’une version bactérienne de l’EPSP synthase (insensible au glyphosate) est introduit dans le génome de la plante.

Celle-ci produirait moins de composés phénoliques dérivés de l’acide shikimique, connus pour

leur action antioxydante. Ainsi, les rats nourris d’ OGM bénéficieraient d’une moindre protection et seraient plus enclins à développer des tumeurs. Ce mode d’action doit être confirmé.

L’équipe de G.-E. Séralini compare son protocole à, d’une part, celui retenu par Monsanto dans un article de 2004 pour évaluer un maïs résistant au glyphosate et, d’autre part, celui recommandé par l’OCDE pour tester la toxicité de divers produits. Les auteurs mettent en avant la durée de leur étude (24 mois contre 3 le plus souvent), le nombre de doses testées (trois contre deux), le nombre de paramètres mesurés notablement supérieur…

La méthodologie semble exemplaire et Food and Chemical Toxicology est une revue qui publie après vérification par les pairs sans parti pris. Pourtant, plusieurs objections à l’étude ont été soulevées. D’abord, l’usage de la souche Sprague-Dawley de rats a été critiquée, car elle est connue pour sa propension à développer diverses tumeurs et son espérance est d’environ deux ans. En 1979, une étude a montré que parmi 100 rats ayant vécu plus de deux ans, 81 avaient développé une tumeur. Précisons que l’organe le plus touché était la thyroïde et non les glandes mammaires, le foie ou les reins. En outre, cette souche est celle utilisée pour des tests de cette nature, notamment ceux de Monsanto en 2004. Fallaitil prendre une souche plus robuste et rendre la comparaison moins pertinente ou bien la même souche et rendre délicate l’interprétation des résultats ?

Autre problème, le nombre de rats par groupe. À raison de dix par groupe (en tenant compte du sexe), les résultats sont-ils statistiquement fiables ? Certains en doutent et ce d’autant plus que la souche choisie a un faible taux de survie. Une population totale de 200 animaux est souvent ce qui a été choisi dans d’autres études, mais ici le nombre de doses et de combinaisons testés diminue la taille des groupes et affaiblit la portée des résultats. Remarquons

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A c t u a l i t é s toutefois que l’étude de 2004 aussi le toxicologue José Domingo, tocole en vigueur a été établi pour bien que les préconisations de constatait que la plupart des des substances chimiques et est l’OCDE sont également fondées études sur la toxicité des plantes fondé sur le dogme de la prosur des groupes de dix rats. Des génétiquement modifiées étaient portionnalité, selon lequel c’est la groupes plus importants seraient conduites à la demande des socié- dose qui fait le poison. Or ce certes nécessaires... mais dans tés qui commercialisent ces dogme a déjà été mis à mal par plantes. Il déplorait le manque plusieurs études portant sur les tous les cas !

La troisième critique concer- d’études indépendantes. Celle de perturbateurs endocriniens, nait le plan média (documen- G.-E. Séralini comble-t-elle ce notamment le bisphénol. Les taire, film, livre…) qui a déficit ? Difficile de se prononcer. modifications souhaitées porteaccompagné la publication de Peut-être doit-on attendre la mise raient sur la durée des tests, sur l’étude. En outre, les journalistes à disposition des données brutes, l’accès public aux données et qui pouvaient avoir accès à cet promise par les auteurs. Cepen- sur l’indépendance des agences d’évaluation. Le ministre de article avant la levée de l’eml’Agriculture a également bargo étaient tenus à une demandé à l’Agence nationale clause de confidentialité qui et indépendance : quand de sécurité sanitaire d’experleur interdisait de solliciter les procédures d’évaluation tiser les travaux de l’équipe des avis extérieurs. Une façon de G.-E. Séralini. de faire peu orthodoxe qui a des risques liés aux OGM C’est peut-être ce qu’il faut rendu soupçonneuses la com- respecteront-elles ces critères ? retenir de cette étude qui munauté scientifique et celle dant, ils réclament la même trans- montre, au plus, que la consomdes journalistes.

Autre sujet de tension, les pos- parence de la part de l’Autorité mation d’un OGM (le maïs NK603), sibles conflits d’intérêts. L’étude européenne de sécurité des ali- parmi de nombreux autres, n’est est financée par le CRIIGEN (plu- ments (l’EFSA) qui a rendu un avis pas sans danger. La nécessité de sieurs auteurs de l’article en sont favorable pour cet OGM en 2009 nouvelles procédures pour évamembres), organisme qui ne cache (avis que la Commission euro- luer les risques des OGM avec pas ses réticences contre les OGM, péenne n’a pas encore validé) et rigueur, en toute transparence et la Fondation Charles-Léopold qui vient de critiquer l’étude de de façon indépendante des divers intérêts en jeu, est criante.

Mayer, l’Association CERES qui ras- G.-E. Séralini.

Le gouvernement français a semble certaines enseignes de la . Loïc Mangin. grande distribution et enfin le rappelé l’initiative qu’il a prise en G.-E. Séralini et al., Food and Chemical Toxicology, en ligne, 19 septembre 2012 ministère français de la Recherche. juillet de réclamer à l’EFSA une En 2011, l’un des éditeurs révision des procédures d’évade Food and Chemical Toxicology, luation des OGM. De fait, le pro-

RIGUEUR, TRANSPARENCE

Biophysique

Une baie plus bleue que bleue

Silvia Vignolini et al., PNAS, 2012

L

Les fruits de Pollia condensata sont des baies d’un intense bleu métallique, qui persiste plusieurs dizaines d’années après leur cueillette.

© Pour la Science - n° 421 - Novembre 2012

es baies de Pollia condensata, une herbacée d’Afrique centrale, sont d’un puissant bleu métallique constellé de minuscules iridescences vertes et rouges. Leur couleur est due non pas à des pigments, mais à un mécanisme optique similaire à celui à l’œuvre dans les élytres des scarabées, quoique plus perfectionné encore; c’est ce qu’a montré une équipe de l’Université de Cambridge par microscopie électronique. Comme chez les scarabées, la lumière interfère avec des structures hélicoïdales – ici les fibres de cellulose empilées formant la paroi des cellules qui enveloppent la baie. Périodique, l’empilement ne réfléchit qu’une longueur d’onde – principalement du bleu, mais aussi du rouge ou du vert, selon la cellule. Là réside la nouveauté : chaque cellule réfléchit une couleur qui lui est propre, ce qui donne au fruit son aspect moucheté. La lumière réfléchie est en outre polarisée circulairement, vers la droite ou vers la gauche selon les cellules. Ces fruits sans intérêt nutritif tromperaient les oiseaux qui, attirés par leurs couleurs chatoyantes, les cueilleraient et participeraient ainsi à leur dispersion. . Marie-Neige Cordonnier.

En bref DU SEL POUR LE PARASITE

L’aquaculture des crabes bleus est confrontée à un taux de mortalité qui peut s’élever jusqu’à 50 pour cent à cause du parasite unicellulaire Hematodinium. Jeff Shields, de l’Institut de science marine de Virginie, aux États-Unis, a étudié le cycle de vie du parasite et a découvert que ses spores ne survivent que dans l’eau très salée. Cette observation permettra de contrer la dispersion de Hematodinium en utilisant, par exemple, des bassins d’isolement remplis d’eau peu salée.

VERS DES LACS PLUS VERTS

Lars-Anders Hansson et ses collègues, à l’Université de Lund, ont étudié les conséquences d’une élévation de la température sur l’équilibre de la chaîne alimentaire dans les lacs. Là où les poissons sont absents, le zooplancton consomme les algues et régule leur prolifération. Mais dans les lacs où vivent des poissons, une hausse de la température favorisera la croissance de ces derniers. Et comme certains poissons se nourrissent de zooplancton, ces lacs verront un fort développement d’algues.

DE LA VIANDE AU MENU

Nos ancêtres mangeaient régulièrement de la viande il y a 1,5 million d’années. C’est ce qu’indique un fragment de crâne découvert dans les gorges d’Olduvai, en Tanzanie, par une équipe internationale dirigée par Manuel Dominguez-Rodrigo et Travis Pickering. Cet os appartiendrait à un enfant hominidé âgé de deux ans et présentant des traces d’ostéoporose liée à une anémie. La viande serait ainsi devenue indispensable dans la nutrition à cette époque et son absence aurait provoqué la maladie chez l’enfant.

S. Vignolini et al., PNAS, en ligne le 10 septembre 2012

Actualités

[7

Mathématiques

La conjecture Gerhard Frey

Les décompositions en facteurs premiers de deux nombres entiers A et B sont reliées à celle de leur somme C par des lois profondes qui s’éclaircissent peu à peu.

À

première vue, la conjecture abc semble être d’une trompeuse simplicité. Elle énonce une certaine propriété sur trois nombres entiers naturels a, b et c liés par la relation la plus simple possible : a + b = c. Ce qu’elle affirme exactement n’est pas évident. L’idée est que si les facteurs premiers de deux nombres a et b se répètent beaucoup, il y a peu de chance pour que ce soit aussi le cas pour leur somme.

La conjecture abc a été énoncée en 1985 par Joseph Oesterlé, de l’Université Paris vi, et David Masser, de l’Université de Bâle, en Suisse. Malgré de solides indices en faveur de la validité de cette conjecture, aucune piste de démonstration ne semblait jusqu’ici très évidente, et la preuve paraissait encore éloignée.

Cependant, cela pourrait avoir changé : un mathématicien reconnu de l’Université de Kyoto, Shinichi Mochizuki, affirme aujourd’hui avoir démontré la conjecture abc. Ses pairs ont commencé à examiner sa démonstration, très longue et faisant appel à des outils nouveaux, mais il est trop tôt pour dire si son approche a été couronnée de succès.

La preuve de la conjecture abc apporterait une solution à de nombreux problèmes importants de la théorie des nombres.

En particulier, dans sa version forte, elle entraînerait la preuve du grand théorème

24] Mathématiques

de Fermat par une méthode différente de celle utilisée par Andrew Wiles et Richard Taylor en 1994.

La plupart des problèmes concernant les nombres entiers impliquent d’une façon ou d’une autre leurs facteurs premiers. Les nombres premiers sont les nombres qui ne sont divisibles que par eux-mêmes et par 1. La suite commence ainsi : 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17… À première vue, la répartition des nombres premiers semble aléatoire.Y chercher une structure occupe les mathématiciens depuis des siècles. Le « théorème des nombres premiers » fournit cependant une estimation : le nombre de nombres premiers inférieurs à n croît comme n / ln (n) lorsque n devient grand.

D’après le théorème fondamental de l’arithmétique, chaque entier naturel se décompose de façon unique en un produit de nombres premiers (à l’ordre des facteurs près). Par exemple, 6 936 = 233172

1. La « richesse » des triplets A, b, c

d’entiers où c = a + b est représentée ici pour a (en abscisse) et b (en ordonnée) compris entre 2 et 50. La couleur et la taille des cercles indiquent la valeur de la richesse (a, b, c) (de 0,37, en rouge sombre, à 1,22, en blanc).

Les lignes qui se dessinent suggèrent qu’en général, pour qu’un triplet d’entiers soit riche, il faut que l’un des membres le soit. On voit déjà dans cet échantillon modeste que la richesse se raréfie pour les grands nombres.

© Pour la Science - n° 421 - Novembre 2012

ABC L ’ ESSE N TIE L Tout nombre entier se décompose de façon unique en un produit de facteurs premiers.

■■

Les entiers formés de facteurs premiers portés à une puissance élevée sont qualifiés de « riches ». Ils sont assez rares.

■■

Il est encore plus rare que la somme de deux entiers riches soit encore riche.

La conjecture abc donne un sens précis à cet énoncé.

Des théorèmes importants de la théorie des nombres, le théorème de Fermat notamment, découlent aisément de la conjecture abc.

■■

La conjecture abc semble vraie, mais sa démonstration se fait toujours attendre.

■■

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Mathématiques

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© Jean-François Colonna (CMAP/École polytechnique, www.lactamme.polytechnique.fr)

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exoplanète,géante gazeuse, jupiter chaud, atmosphère, modèle, modèle de circulation générale, température, vitesse des vents, transit, vitesse radiale, courbe de phase, éclipse secondaire

Astrophysique

Le climat des exoplanètes Kevin Heng

L’étude de l’atmosphère des planètes extrasolaires est désormais à la portée des astronomes. On parvient aujourd’hui à estimer la température et la vitesse des vents à la surface de certaines exoplanètes.

On a découvert à ce jour plus de 800 exoplanètes et plusieurs centaines dont il faudra confirmer le statut.

Les méthodes de détection donnent aujourd’hui accès au spectre lumineux de certaines exoplanètes, ce qui permet d’étudier les propriétés de leur atmosphère.

Des modèles numériques, adaptés des modèles climatiques terrestres, reproduisent les caractéristiques de l’atmosphère des jupiters chauds, planètes géantes gazeuses relativement proches de leur étoile.

40] Astrophysique

C

es dernières années, les astrophysiciens ont découvert de nombreuses planètes extérieures au Système solaire. En deux ans, le télescope spatial Kepler a localisé plus de 2 000 candidates au titre d’exoplanète, et de l’eau liquide pourrait être présente sur certaines dont la taille est proche de celle de la Terre. Ces objets – qui semblent fréquents dans la galaxie – restent minuscules aux « yeux » des télescopes actuels, mais l’amélioration des techniques permet d’étudier leurs propriétés. Au point qu’établir une carte des températures et des vents de leurs atmosphères ne relève plus de la science-fiction.

Complétant les nombreux relevés du ciel nocturne effectués depuis le sol, les télescopes spatiaux Hubble, Kepler et Spitzer observent le cosmos sans être gênés par l’atmosphère terrestre. Ces instruments détectent une exoplanète en enregistrant la baisse de luminosité au moment où l’objet, situé sur une orbite que l’on voit par la tranche, passe devant son étoile hôte (méthode dite du transit). Depuis quelques années, les astronomes sont capables de détecter la baisse de lumino-

sité due au passage d’une planète derrière son étoile, l’« éclipse secondaire ». En d’autres termes, les techniques astronomiques ont tant progressé que l’on peut détecter à quel moment une étoile masque la lumière de son exoplanète.

Le spectre des exoplanètes devient accessible Cet effet est faible, tout au plus quelques pour mille dans le rayonnement infrarouge et beaucoup moins dans le visible. Lors d’une éclipse secondaire, la lumière d’un système exoplanétaire est uniquement celle de l’étoile, et ces données permettent de calculer les contributions respectives de chacun des deux astres, notamment la lumière de l’exoplanète et de son atmosphère. Grâce à une telle technique, les astronomes ont effectué les premières détections de la lumière directement émise par une exoplanète, dont le maximum de luminosité se situe généralement dans l’infrarouge.

La mesure des transits et des éclipses à différentes longueurs d’onde permet de

© Pour la Science - n° 421 - Novembre 2012

ESA, NASA, G. Tinetti (University College Londres) et M. Kornmesser (ESA/Hubble)

L’ E S S E N T I E L

ESA, NASA, G. Tinetti (University College Londres) et M. Kornmesser (ESA/Hubble)

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1. L’EXOPLANÈTE HD 189733B

est un jupiter chaud, une géante gazeuse proche de son étoile (ici dans une vue d’artiste).

De nouvelles techniques permettent de mesurer la vitesse des vents dans son atmosphère et de cartographier la température de sa surface.

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Dossier

obésité

L’épidémie d’ entre gènes et environnement

Éradiquer l’obésité? par D. Meyre et Ph. Froguel, p. 54 • Les perturbateurs endocriniens, acteurs silencieux de l’obésité? par J.-B. Fini, M.-S. Clerget-Froidevaux et B. Demeneix, p. 56 • L’obésité dans les gènes ? par D. Meyre et Ph. Froguel, p. 64

Prénom Nom auteur

By Floto + Warner

S

i l’obésité n’est évidemment pas une maladie contagieuse, sa progression dans toutes les régions du monde est telle que le terme épidémie s’impose. En 30 ans, le nombre de cas à l’échelle mondiale a doublé. Plus inquiétant encore,non seulement la maladie touche toujours plus de personnes dans les pays à revenus élevés, mais les pays à faibles ou moyens revenus sont loin d’être épargnés: selon l’Organisation mondiale de la santé,dans les années à venir, la plupart des nouveaux cas seront répertoriés dans ces pays, principalement en milieu urbain, tandis que la dénutrition continuera de sévir dans les campagnes (voir page 54).

Pourtant, cette maladie n’est pas une fatalité.

Certes, les facteurs génétiques sont pour beaucoup dans le risque de devenir obèse. Mais des études montrent qu’une alimentation saine et du sport dès le plus jeune âge peuvent changer la donne (voir page 64). Surtout, les autres facteurs de risque sont de mieux en mieux cernés : ils sont pour la plupart liés à l’environnement et au mode de vie – et devraient être évitables. En particulier,les polluants hormonaux présents dans la nourriture et l’air joueraient un rôle non négligeable dans la survenue de la maladie en déréglant, dès la vie intra-utérine, le métabolisme énergétique de l’individu (voir page 56).

D’ici une quinzaine d’années, on devrait être capable de diagnostiquer, à la naissance, le risque d’obésité et de proposer une médecine personnalisée. Mais maîtriser l’impact des facteurs environnementaux est d’ores et déjà une nécessité, vitale pour beaucoup.

Marie-Neige Cordonnier

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Médecine

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Épidémiologie

David Meyre et Philippe Froguel Aujourd’hui, on connaît suffisamment bien les causes de l’obésité pour endiguer l’épidémie.

Néanmoins, il manque une volonté politique internationale forte.

E

n janvier dernier, les quotidiens américains se sont réjouis: selon les derniers chiffres sur l’obésité divulgués par le Centre américain des statistiques de santé, l’épidémie d’obésité adulte et infantile américaine semble s’être stabilisée depuis 2005-2006. Néanmoins, celle-ci n’est pas enrayée pour autant. Plus d’un tiers des Américains de plus de 20 ans (plus de 78 millions de personnes), et 17 pour cent des enfants et adolescents (environ 12,5 millions de personnes), sont obèses, c’est-à-dire ont un indice de masse corporelle (rapport du poids en kilogrammes au carré de la taille en mètres) supérieur à 30. Parmi eux, si la population féminine obèse reste assez stable, le nombre d’hommes obèses n’a cessé d’augmenter, tant chez les adultes (35,5 pour cent en 2009-2010 contre 27,5 en 1999-2000) que chez les enfants (18,6 pour cent contre 14). Surtout, les cas d’adultes atteints d’obésité extrême – caractérisés par un indice de masse corporelle supérieur à 40 – sont en progression rapide: selon une étude récente de la RAND Corporation, une institution américaine à but non lucratif, ils ont augmenté de 70 pour cent entre 2000 et 2010, représentant 6,6 pour cent de la population en 2010, soit 15 millions de personnes.

Le cas des États-Unis n’est pas isolé. À l’échelle mondiale, selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), le nombre de personnes obèses a doublé depuis 1980; en 2008, 1,4 milliard des plus de 20 ans étaient en surpoids (indice de masse corporelle supérieur à 25), parmi lesquels plus de 200 millions d’hommes et près de 300 millions de femmes étaient obèses; et en 2010, près de 43 mil-

54] Épidémiologie

I

EN CHIFFRES

2,8 millions

de personnes meurent chaque année d’une pathologie liée à l’obésité.

0,4 kg/m2

C’est l’augmentation de l’indice de masse corporelle moyen dans le monde par décennie depuis 1980. Dans certaines régions comme l’Océanie, l’augmentation par décennie dépasse 2 kg/m2.

6,5 millions

de personnes étaient obèses en France en 2009, parmi lesquelles on estime à 2,9 millions le nombre de cas apparus depuis 1997.

60% de la population européenne sera obèse en 2050.

155 milliards

d’euros sont dépensés par an aux États-Unis en frais médicaux liés à l’obésité.

lions d’enfants de moins de cinq ans étaient en surpoids. En outre, non seulement la prévalence de l’obésité continue d’augmenter dans la plupart des pays à revenus élevés, mais, selon l’OMS, l’essentiel des nouveaux cas seront dans les années à venir, répertoriés dans les pays à faibles ou moyens revenus notamment en Amérique centrale et du Sud, en Afrique du Sud, en Afrique du Nord et en Océanie. Ces nouveaux cas apparaissent surtout dans les villes, où le mode de vie s’occidentalise, et sont peu pris en charge par les structures de soins locales.

Une épidémie sous-estimée Contrairement aux épidémies virales, qui mobilisent rapidement les pouvoirs publics, l’impact de l’épidémie d’obésité, qui s’est installée lentement, mais sûrement, dans toutes les régions du monde depuis 30 ans, est sous-estimé. Il est pourtant loin d’être négligeable, tant sur les populations qu’en termes de coûts, car le surpoids et l’obésité sont des facteurs de risque majeurs pour nombre de maladies chroniques telles que le diabète de type 2, les maladies cardio-vasculaires, l’arthrose, l’ostéoporose, l’insuffisance respiratoire et le cancer. Les coûts associés à l’obésité sont ainsi déjà bien supérieurs à ceux liés au tabagisme et à l’alcoolisme réunis. Sans compter l’impact sociétal et la souffrance individuelle: nos sociétés créent des obèses, qu’elles jugent et marginalisent ensuite.

La situation n’a jamais été aussi inquiétante. Pourtant, les moyens d’endiguer l’épi-

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Pierre-Gilles de Gennes

La sélection de livres

Gentleman physicien

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Trois prix Nobel dans une même famille : le cas est unique. Si Pierre et Marie Curie ont découvert la radioactivité des atomes lourds à la fin du xixe siècle, Frédéric et Irène Joliot-Curie ont découvert la radioactivité artificielle, à l’origine de précieuses applications. Un récit passionnant et magnifiquement illustré.

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